1.一种具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,包括第一导电类型重掺杂碳化硅衬底(1)、第一导电类型碳化硅外延体区(2)、阶梯型沟槽(3)、第二导电类型体区(4)、肖特基金属层(5)与欧姆金属层(6);
其特征是:此器件包括一个阶梯型沟槽肖特基金属层区,阶梯型沟槽肖特基金属层区位于器件的中心区,阶梯型沟槽肖特基金属层区包括半导体基板,半导体基板包括第一导电类型重掺杂碳化硅衬底(1)及位于第一导电类型重掺杂衬底(1)上表面的第一导电类型碳化硅外延体区(2),在第一导电类型重掺杂衬底(1)的下表面设有低接触电阻的欧姆金属层(6),欧姆金属层(6)作为器件的阴极;在所述第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表层开设有多个阶梯型沟槽(3),阶梯型沟槽(3)由至少三级沟槽组合形成,且在从下往上的方向上,阶梯型沟槽(3)的槽宽呈逐级增大设置;
所述第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表面以及阶梯型沟槽(3)的内部设有肖特基金属层(5),肖特基金属层(5)作为器件的阳极;所述第二导电类型体区(4)呈阶梯型,且第二导电类型体区(4)包围每一级沟槽的底面以及第二级至最后一级沟槽的侧壁。
2.根据权利要求1所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,其特征是:所述阶梯型沟槽(3)中每级沟槽的深度为0.3 1um。
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3.根据权利要求1所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,其特征是:固定于第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表面的肖特基金属层(5)的厚度为 100–1000 Å。
4.根据权利要求1所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,其特征是:所述第一导电类型重掺杂碳化硅衬底(1)与第一导电类型碳化硅外延体区(2)为N型导电,第二导电类型体区(4)为P型导电。
5.根据权利要求1所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,其特征是:所述肖特基金属层(5)的材质为Ti或者Ni。
6.根据权利要求1所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件,其特征是:所述欧姆金属层(6)的材质为Ti/Ni/Ag合金或者Ti/Ni/Al合金。
7.一种具有抗突波能力的碳化硅两级管器件的制造方法包括以下步骤:
步骤一. 提供第一导电类型碳化硅重掺杂衬底(1),在第一导电类型碳化硅重掺杂衬底(1)的上表面生长第一导电类型碳化硅外延体区(2),第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表面为第一主面,第一导电类型碳化硅重掺杂衬底(1)的下表面为第二主面;
步骤二. 通过器件设计的图形化光刻板的遮挡,对位于第一导电类型碳化硅外延体区(2)的第一主面,采用反应离子蚀刻进行第一次刻蚀,形成多个第一级沟槽;
步骤三. 通过器件设计的图形化单道光罩(7)和第一级沟槽侧壁蚀刻后的氧化层(8)形成的硬掩模的遮挡,在每个第一级沟槽的底面采用反应离子蚀刻进行第二次刻蚀,形成第二级沟槽,控制第二次刻蚀的宽度小于第一次刻蚀的宽度;
步骤四. 通过器件设计的图形化单道光罩(7)和上一级沟槽侧壁蚀刻后的氧化层(8)形成的硬掩模的遮挡,在上一级沟槽的底面采用反应离子蚀刻再进行至少一次刻蚀,形成沟槽,控制每次刻蚀的宽度均小于上一次刻蚀的宽度,每一级沟槽组合而形成阶梯型沟槽(3),最后一次沟槽蚀刻完成后,清除第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表层和沟槽内部的氧化层;
步骤五. 通过器件设计的图形单道光罩的遮挡,在每一级沟槽的底面、第二级直至最后一级沟槽的侧壁对应的第一导电类型碳化硅外延体区(2)内,利用高温高能离子装置注入第二导电类型材料形成包围沟槽的第二导电类型体区(4);
步骤六. 注入结束后采用湿法腐蚀或者热HF去掉表面氧化层,再采用热氮气清除表面残留的杂质;
步骤七. 在阶梯型沟槽(3)的内部和第一导电类型碳化硅外延体区(2)的上表面镀上肖特基金属层(5),肖特基金属层(5)作为器件的阳极;
步骤八. 在第一导电类型重参杂碳化硅衬底(1)的第二主面上镀上低电阻值的欧姆金属层(6),欧姆金属层(6)作为器件的阴极。
8.根据权利要求7所述的具有抗突波能力的碳化硅两级管器件的制造方法,其特征是:
步骤五中,离子注入的角度为0°。